JP2022010639A - 立体物印刷装置および立体物印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの表面が有する凸状の角またはその近傍を含む範囲にわたり印刷可能な立体物印刷装置および立体物印刷方法を提供する。【解決手段】液体を吐出する複数のノズルが設けられるノズル面を有する液体吐出ヘッドと、立体的なワークに対する液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、液体吐出ヘッドおよび移動機構のそれぞれの駆動を制御する制御部と、を有し、ワークは、第１面と、第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、第１面に対して印刷を行う第１印刷動作におけるワークに対する液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、第１印刷動作におけるノズル面の法線ベクトルを第１吐出ベクトルとするとき、制御部は、第１吐出ベクトルが第１走査軸に沿って第２面に向かう方向の成分を有するように、移動機構の駆動を制御する、立体物印刷装置。【選択図】図７

Description

本発明は、立体物印刷装置および立体物印刷方法に関する。

立体物の表面にインクジェット方式により印刷を行う立体物印刷装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の装置は、多関節型のロボットと、ロボットのハンドに取り付けられたプリントヘッドと、を有する。特許文献１では、四角柱状のワークの４つの側面のうち、隣接する２つの側面に対して連続して印刷が行われる。ここで、プリントヘッドのインク吐出面は、ワークの側面に平行に対向した状態に保たれる。

特開２０１７－７１１７３号公報

特許文献１に記載の装置では、ワークの印刷対象となる側面に対してインク吐出面が常に平行であるため、ワークの隣り合う２つの側面により形成される角の近傍を印刷する際に、当該２つの側面のうち、一方の側面のみに印刷しようとしても、他方の側面にもインクが付着してしまうという課題がある。

以上の課題を解決するために、本発明に係る立体物印刷装置の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、を有し、前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線ベクトルを第１吐出ベクトルとするとき、前記第１吐出ベクトルが前記第１走査軸に沿って前記第２面に向かう方向の成分を有する。

本発明に係る立体物印刷装置の他の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられるノズル面を有する液体吐出ヘッドと、立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、を有し、前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列と、前記複数のノズルの配列方向に交差する方向における第１端と、前記第１端とは反対側の第２端と、を有し、前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、前記第１端と前記第１面との間の距離が前記第２端と前記第１面との間の距離よりも大きく、かつ、前記第１端と前記第２面との間の距離が前記第２端と前記第２面との間の距離よりも小さくなるように、前記ノズル面を前記第１面に対して傾斜させた状態で、前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作を実行する。

本発明に係る立体物印刷装置の他の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられるノズル面を有する液体吐出ヘッドと、立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、を有し、前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列と、前記複数のノズルの配列方向に交差する方向における第１端と、前記第１端とは反対側の第２端と、を有し、前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線方向を第１吐出方向とするとき、前記第１印刷動作において、前記第１走査軸と前記第１吐出方向とのなす角度が鋭角であり、かつ、前記第１走査軸に沿う方向における前記複数のノズルの位置よりも前記角に近い位置に液体を着弾させる。

本発明に係る立体物印刷方法の一態様は、液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドを用いて立体的なワークに対して印刷を行う立体物印刷方法であって、前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線ベクトルを第１吐出ベクトルとするとき、前記第１吐出ベクトルが前記第１走査軸に沿って前記第２面に向かう方向の成分を有する。

第１実施形態に係る立体物印刷装置の概略を示す斜視図である。 第１実施形態に係る立体物印刷装置の電気的な構成を示すブロック図である。 第１実施形態における液体吐出ヘッドユニットの概略構成を示す斜視図である。 第１実施形態における液体吐出ヘッドの構成例を示す断面図である。 第１実施形態における圧力調整弁の構成例を示す平面図である。 図５中のＡ－Ａ線断面図である。 第１実施形態における第１印刷動作を説明するための図である。 第１実施形態における第２印刷動作を説明するための図である。 第２実施形態における第１印刷動作を説明するための図である。 第２実施形態における第２印刷動作を説明するための図である。 第３実施形態における第３印刷動作を説明するための図である。 変形例１における第１印刷動作を説明するための図である。 変形例１における第２印刷動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

以下の説明は、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、Ｘ軸に沿う一方向をＸ１方向といい、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向という。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向をＹ１方向およびＹ２方向という。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向をＺ１方向およびＺ２方向という。

ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述のワークＷおよび基台２１０が設置される空間に設定されるベース座標系の座標軸である。典型的には、Ｚ軸が鉛直な軸であり、Ｚ２方向が鉛直方向での下方向に相当する。なお、Ｚ軸は、鉛直な軸でなくともよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、直交しない場合もある。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が８０°以上１００°以下の範囲内の角度で互いに交差すればよい。

１．第１実施形態
１－１．立体物印刷装置の概略
図１は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の概略を示す斜視図である。立体物印刷装置１００は、立体物である一例であるワークＷの表面にインクジェット方式により印刷を行う装置である。ワークＷは、凸状に屈曲または湾曲した角ＷＣを形成する第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２を有する。

図１に示す例では、ワークＷが直方体であり、第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２が互いに直交しており、これらの交差により角ＷＣが形成される。ここで、第１面ＷＦ１は、Ｚ１方向を向く平面である。第２面ＷＦ２は、Ｘ１方向を向く平面である。なお、ワークＷの形状は、凸状に屈曲または湾曲する角を形成する２つの面を第１面および第２面として有する形状であればよく、図１に示す例に限定されず、任意である。詳しくは変形例において後述するが、例えばワークＷの形状は、第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２のなす角が９０°よりも小さい形状でもよく、第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２のなす角が９０°よりも大きい形状でもよい。また、ワークＷの設置姿勢も、図１に示す例に限定されず、任意である。

図１に示す例では、立体物印刷装置１００は、垂直多関節ロボットを用いるインクジェットプリンターである。具体的には、図１に示すように、立体物印刷装置１００は、ロボット２００と液体吐出ヘッドユニット３００と液体貯留部４００と供給流路５００と制御装置６００とを有する。以下、まず、立体物印刷装置１００の各部を順次簡単に説明する。

ロボット２００は、ワークＷに対する液体吐出ヘッドユニット３００の位置および姿勢を変化させる移動機構の一例である。図１に示す例では、ロボット２００は、いわゆる６軸の垂直多関節ロボットである。具体的には、ロボット２００は、基台２１０とアーム２２０とを有する。

基台２１０は、アーム２２０を支持する台である。図１に示す例では、基台２１０は、Ｚ１方向を向く床面等の設置面にネジ止め等により固定される。なお、基台２１０が固定される設置面は、いかなる方向を向く面でもよく、図１に示す例に限定されず、例えば、壁、天井、移動可能な台車等が有する面でもよい。

アーム２２０は、基台２１０に取り付けられる基端と、当該基端に対して３次元的に位置および姿勢を変化させる先端と、を有する６軸のロボットアームである。具体的には、アーム２２０は、アーム２２１、２２２、２２３、２２４、２２５および２２６を有し、これらがこの順に連結される。

アーム２２１は、基台２１０に対して第１回動軸Ｏ１まわりに回動可能に関節部２３１を介して連結される。アーム２２２は、アーム２２１に対して第２回動軸Ｏ２まわりに回動可能に関節部２３２を介して連結される。アーム２２３は、アーム２２２に対して第３回動軸Ｏ３まわりに回動可能に関節部２３３を介して連結される。アーム２２４は、アーム２２３に対して第４回動軸Ｏ４まわりに回動可能に関節部２３４を介して連結される。アーム２２５は、アーム２２４に対して第５回動軸Ｏ５まわりに回動可能に関節部２３５を介して連結される。アーム２２６は、アーム２２５に対して第６回動軸Ｏ６まわりに回動可能に関節部２３６を介して連結される。

図１に示す例では、関節部２３１～２３６のそれぞれは、隣り合う２つのアームの一方を他方に対して回動可能に連結する機構である。図示しないが、関節部２３１～２３６のそれぞれには、隣り合う２つのアームの一方を他方に対して回動させる駆動機構が設けられる。当該駆動機構は、例えば、当該回動のための駆動力を発生させるモーターと、当該駆動力を減速して出力する減速機と、当該回動の角度等を検出するロータリーエンコーダー等のエンコーダーと、を有する。なお、当該駆動機構は、後述の図２に示すアーム駆動機構２３０に相当する。

第１回動軸Ｏ１は、基台２１０が固定される図示しない設置面に対して垂直な軸である。第２回動軸Ｏ２は、第１回動軸Ｏ１に対して垂直な軸である。第３回動軸Ｏ３は、第２回動軸Ｏ２に対して平行な軸である。第４回動軸Ｏ４は、第３回動軸Ｏ３に対して垂直な軸である。第５回動軸Ｏ５は、第４回動軸Ｏ４に対して垂直な軸である。第６回動軸Ｏ６は、第５回動軸Ｏ５に対して垂直な軸である。

なお、これらの回動軸について、「垂直」とは、２つの回動軸のなす角度が厳密に９０°である場合のほか、２つの回動軸のなす角度が９０°から±５°程度の範囲内でずれる場合も含む。同様に、「平行」とは、２つの回動軸が厳密に平行である場合のほかに、２つの回動軸の一方が他方に対して±５°程度の範囲内で傾斜する場合も含む。

以上のアーム２２１の先端、すなわち、アーム２２６には、エンドエフェクターとして、液体吐出ヘッドユニット３００が装着される。

液体吐出ヘッドユニット３００は、液体の一例であるインクをワークＷに向けて吐出する液体吐出ヘッド３１０を有する機構である。本実施形態では、液体吐出ヘッドユニット３００は、液体吐出ヘッド３１０のほか、液体吐出ヘッド３１０に供給されるインクの圧力を調整する圧力調整弁３２０と、ワークＷとの間の距離を計測する変位センサー３３０と、を有する。これらは、ともにアーム２２６に固定されるので、互いの位置および姿勢の関係が固定される。

液体吐出ヘッド３１０および圧力調整弁３２０については、後に詳述する。変位センサー３３０は、例えば、ある位置から他の位置へ移動した際の変位量の測定する光学式の変位センサーである。なお、変位センサー３３０は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。また、図１に示す例では、液体吐出ヘッドユニット３００が有する液体吐出ヘッド３１０および圧力調整弁３２０のそれぞれの数が１個であるが、当該数は、図１に示す例に限定されず、２個以上でもよい。また、圧力調整弁３２０および変位センサー３３０の設置位置は、アーム２２６に限定されず、例えば、他のアーム等でもよい。

液体貯留部４００は、インクを貯留する容器である。液体貯留部４００は、例えば、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパックである。液体貯留部４００に貯留されるインクは、例えば、染料または顔料等の色材を含むインクである。なお、液体貯留部４００に貯留されるインクの種類は、色材を含むインクに限定されず、例えば、金属粉末等の導電材料を含むインクでもよい。また、インクが紫外線硬化性等の硬化性を有してもよい。インクが紫外線硬化性等の硬化性を有する場合、例えば、液体吐出ヘッドユニット３００に紫外線照射機構が搭載される。

図１に示す例では、液体貯留部４００は、常に液体吐出ヘッド３１０よりもＺ１方向に位置するように、壁、天井または柱等に固定される。すなわち、液体貯留部４００は、液体吐出ヘッド３１０の移動領域よりも鉛直方向での上方に位置する。このため、ポンプ等の機構を用いなくても、液体貯留部４００から液体吐出ヘッド３１０に所定の加圧力でインクを供給することができる。

なお、液体貯留部４００の設置場所は、液体貯留部４００から液体吐出ヘッド３１０に所定の圧力でインクを供給することができればよく、液体吐出ヘッド３１０よりも鉛直方向での下方に位置してもよい。この場合、例えば、ポンプを用いて、液体貯留部４００から液体吐出ヘッド３１０に所定の圧力でインクを供給すればよい。

供給流路５００は、液体貯留部４００から液体吐出ヘッド３１０にインクを供給する流路である。供給流路５００の途中には、圧力調整弁３２０が設けられる。このため、液体吐出ヘッド３１０と液体貯留部４００との位置関係が変化しても、液体吐出ヘッド３１０内のインクの圧力の変動を低減することができる。

供給流路５００は、圧力調整弁３２０により上流流路５１０と下流流路５２０とに区分される。すなわち、供給流路５００は、液体貯留部４００と圧力調整弁３２０とを連通させる上流流路５１０と、圧力調整弁３２０と液体吐出ヘッド３１０とを連通させる下流流路５２０と、を有する。

上流流路５１０および下流流路５２０のそれぞれは、例えば、管体の内部空間で構成される。ここで、上流流路５１０に用いる管体は、例えば、ゴム材料またはエラストマー材料等の弾性材料で構成されており、可撓性を有する。このように、可撓性を有する管体を用いて上流流路５１０を構成することにより、液体貯留部４００と圧力調整弁３２０との相対的な位置関係の変化が許容される。したがって、液体貯留部４００の位置および姿勢を固定したまま、液体吐出ヘッド３１０の位置または姿勢が変化しても、液体貯留部４００から圧力調整弁３２０へインクを供給することができる。一方、下流流路５２０に用いる管体は、可撓性を有さなくてもよい。したがって、下流流路５２０に用いる管体は、ゴム材料またはエラストマー材料等の弾性材料で構成されてもよいし、樹脂材料等の硬質材料で構成されてもよい。

なお、上流流路５１０の一部が可撓性を有しない部材で構成されてもよい。また、下流流路５２０は、管体を用いる構成に限定されない。例えば、下流流路５２０の一部または全部は、圧力調整弁３２０からのインクを複数箇所に分配する分配流路を有する構成でもよいし、液体吐出ヘッド３１０または圧力調整弁３２０と一体で構成されてもよい。

制御装置６００は、立体物印刷装置１００の各部の駆動を制御する装置である。ここで、制御装置６００は、液体吐出ヘッド３１０およびロボット２００の駆動を制御する。制御装置６００については、以下の立体物印刷装置１００の電気的な構成の説明とともに詳述する。

１－２．立体物印刷装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る立体物印刷装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図２では、立体物印刷装置１００の構成要素のうち、電気的な構成要素が示される。図２に示すように、制御装置６００は、処理回路６１０と記憶回路６２０と電源回路６３０と駆動信号生成回路６４０とを有する。

なお、以下に述べる制御装置６００に含まれるハードウェア構成は、適宜に分割されてもよい。例えば、制御装置６００のアーム制御部６１２と駆動信号生成回路６４０とは異なるハードウェア構成において個別に設けられることもある。また、制御装置６００の機能の一部または全部は、ＬＡＮ（Local Area Network）またはインターネット等のネットワークを介して立体物印刷装置１００に接続されるＰＣ（personal computer）等の外部装置により実現されてもよい。

処理回路６１０は、立体物印刷装置１００の各部の動作を制御する機能と、各種データを処理する機能と、を有する。処理回路６１０は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、処理回路６１０は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。

記憶回路６２０は、処理回路６１０が実行するプログラムＰ等の各種プログラムと、処理回路６１０が処理する印刷データＩｍｇ等の各種データと、を記憶する。記憶回路６２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリーとＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）またはＰＲＯＭ（Programmable ROM）等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。印刷データＩｍｇは、パーソナルコンピューター等の外部装置７００から供給される。なお、記憶回路６２０は、処理回路６１０の一部として構成されてもよい。

電源回路６３０は、図示しない商用電源から電力の供給を受け、所定の各種電位を生成する。生成した各種電位は、立体物印刷装置１００の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路６３０は、電源電位ＶＨＶとオフセット電位ＶＢＳとを生成する。オフセット電位ＶＢＳは、液体吐出ヘッドユニット３００に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路６４０に供給される。

駆動信号生成回路６４０は、液体吐出ヘッド３１０が有する各圧電素子３１１を駆動するための駆動信号Ｃｏｍを生成する回路である。具体的には、駆動信号生成回路６４０は、例えば、ＤＡ変換回路と増幅回路とを有する。駆動信号生成回路６４０では、当該ＤＡ変換回路が処理回路６１０からの後述の波形指定信号ｄＣｏｍをデジタル信号からアナログ信号に変換し、当該増幅回路が電源回路６３０からの電源電位ＶＨＶを用いて当該アナログ信号を増幅することで駆動信号Ｃｏｍを生成する。ここで、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうち、圧電素子３１１に実際に供給される波形の信号が駆動パルスＰＤである。駆動パルスＰＤは、圧電素子３１１を駆動するための駆動回路３４０を介して、駆動信号生成回路６４０から圧電素子３１１に供給される。駆動回路３４０は、後述の制御信号ＳＩに基づいて、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうちの少なくとも一部を駆動パルスＰＤとして供給するか否かを切り替える。

以上の制御装置６００では、処理回路６１０が、記憶回路６２０に記憶されるプログラムＰを実行することにより、立体物印刷装置１００の各部の動作を制御する。具体的には、処理回路６１０は、プログラムＰの実行により、情報取得部６１１、アーム制御部６１２および吐出制御部６１３として機能する。

情報取得部６１１は、ロボット２００および液体吐出ヘッドユニット３００の駆動に必要な各種情報を取得する。具体的には、情報取得部６１１は、外部装置７００からの印刷データＩｍｇと、アーム駆動機構２３０に含まれるエンコーダーからの情報Ｄ１と、変位センサー３３０からの情報Ｄ２と、を取得する。また、情報取得部６１１は、記憶回路６２０に記憶される情報を適宜に読み込んで取得したり、取得後の各種情報を記憶回路６２０に適宜に記憶させたりする。

アーム制御部６１２は、情報取得部６１１からの情報に基づいて、ロボット２００の駆動を制御する。具体的には、アーム制御部６１２は、ワークＷの３次元形状データとアーム駆動機構２３０からの情報Ｄ１とに基づいて、制御信号Ｓｋを生成する。制御信号Ｓｋは、液体吐出ヘッド３１０が所望の位置および姿勢となるように、アーム駆動機構２３０に含まれるモーターの駆動を制御する。当該３次元形状データは、例えば、印刷データＩｍｇに含まれるか、または、変位センサー３３０等を用いた測定により得られる。

なお、情報Ｄ１と液体吐出ヘッドの位置および姿勢との対応関係は、あらかじめ、キャリブレーション等により取得されており、記憶回路６２０に記憶される。そして、アーム制御部６１２は、実際のアーム駆動機構２３０からの情報Ｄ１と、当該対応関係と、に基づいて、実際の液体吐出ヘッド３１０の位置および姿勢に関する情報を取得する。その上で、当該位置および姿勢に関する情報を用いて制御を行う。また、アーム制御部６１２は、変位センサー３３０からの情報Ｄ２を用いて、液体吐出ヘッド３１０とワークＷの表面との間の距離が所定範囲内に維持されるように、制御信号Ｓｋを適宜に調整してもよい。

特に、アーム制御部６１２は、ワークＷの角ＷＣを含む範囲にわたり第１面ＷＦ１または第２面ＷＦ２を印刷するべく、液体吐出ヘッド３１０の姿勢を制御する。

吐出制御部６１３は、情報取得部６１１からの情報に基づいて、液体吐出ヘッドユニット３００の駆動を制御する。具体的には、吐出制御部６１３は、印刷データＩｍｇに基づいて、制御信号ＳＩと波形指定信号ｄＣｏｍとを生成する。制御信号ＳＩは、液体吐出ヘッド３１０が有する後述の圧電素子３１１の動作状態を指定するためのデジタルの信号である。ここで、制御信号ＳＩには、圧電素子３１１の駆動タイミングを規定するためのタイミング信号等の他の信号が含まれてもよい。当該タイミング信号は、例えば、アーム駆動機構２３０に含まれるエンコーダーからの情報Ｄ１に基づいて生成される。波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号Ｃｏｍの波形を規定するためのデジタル信号である。

１－３．液体吐出ヘッドおよび圧力調整弁
図３は、第１実施形態における液体吐出ヘッドユニット３００の概略構成を示す斜視図である。

以下の説明は、互いに交差するａ軸、ｂ軸およびｃ軸を適宜に用いて行う。また、ａ軸に沿う一方向をａ１方向といい、ａ１方向と反対の方向をａ２方向という。同様に、ｂ軸に沿って互いに反対の方向をｂ１方向およびｂ２方向という。また、ｃ軸に沿って互いに反対の方向をｃ１方向およびｃ２方向という。

ここで、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、液体吐出ヘッドユニット３００に設定されるツール座標系の座標軸であり、前述のロボット２００の動作により前述のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸との相対的な位置および姿勢の関係が変化する。図３に示す例では、ｃ軸が前述の第６回動軸Ｏ６に平行な軸である。なお、ａ軸、ｂ軸およびｃ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。

液体吐出ヘッドユニット３００は、前述のように、液体吐出ヘッド３１０と圧力調整弁３２０と変位センサー３３０とを有する。これらは、図３中の二点鎖線で示される支持体３５０に支持される。

支持体３５０は、例えば、金属材料等で構成されており、実質的な剛体である。なお、図３では、支持体３５０が扁平な箱状をなすが、支持体３５０の形状は、特に限定されず、任意である。

以上の支持体３５０は、前述のアーム２２０の先端、すなわちアーム２２６に装着される。このため、液体吐出ヘッド３１０と圧力調整弁３２０と変位センサー３３０とのそれぞれは、アーム２２６に固定される。

図３に示す例では、圧力調整弁３２０は、液体吐出ヘッド３１０に対してｃ１方向に位置する。変位センサー３３０は、液体吐出ヘッド３１０に対してａ２方向に位置する。

また、図３に示す例では、供給流路５００の下流流路５２０の一部が流路部材５２１で構成される。流路部材５２１は、圧力調整弁３２０からのインクを液体吐出ヘッド３１０の複数箇所に分配する流路を有する。流路部材５２１は、例えば、樹脂材料で構成される複数の基板の積層体であり、各基板には、インクの流路のための溝または孔が適宜に設けられる。

液体吐出ヘッド３１０は、ノズル面Ｆと、ノズル面Ｆに開口する複数のノズルＮと、を有する。図３に示す例では、ノズル面Ｆの法線方向がｃ２方向であり、当該複数のノズルＮは、ａ軸に沿う方向に互いに間隔をあけて並ぶ第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２とに区分される。第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれは、ｂ軸に沿う方向に直線状に配列される複数のノズルＮの集合である。ここで、液体吐出ヘッド３１０における第１ノズル列Ｌ１の各ノズルＮに関連する要素と第２ノズル列Ｌ２の各ノズルＮに関連する要素とがａ軸に沿う方向で互いに略対称な構成である。

ただし、第１ノズル列Ｌ１における複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌ２における複数のノズルＮとのｂ軸に沿う方向での位置が互いに一致してもよいし異なってもよい。また、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のうちの一方の各ノズルＮに関連する要素が省略されてもよい。以下では、第１ノズル列Ｌ１における複数のノズルＮと第２ノズル列Ｌ２における複数のノズルＮとのｂ軸に沿う方向での位置が互いに一致する構成が例示される。

図４は、第１実施形態における液体吐出ヘッド３１０の構成例を示す断面図である。図４に示すように、液体吐出ヘッド３１０は、流路基板３１２と圧力室基板３１３とノズル板３１４と吸振体３１５と振動板３１６と複数の圧電素子３１１と配線基板３１７と筐体部３１８とを有する。

流路基板３１２および圧力室基板３１３は、複数のノズルＮにインクを供給するための流路を形成する。流路基板３１２と圧力室基板３１３とは、この順でｃ１方向に積層される。流路基板３１２および圧力室基板３１３のそれぞれは、ｂ軸に沿う方向に長尺な板状部材である。流路基板３１２および圧力室基板３１３は、例えば接着剤により、互いに接合される。

圧力室基板３１３よりもｃ１方向に位置する領域には、振動板３１６と配線基板３１７と筐体部３１８と駆動回路３４０とが設置される。他方、流路基板３１２よりもｃ２方向に位置する領域には、ノズル板３１４と吸振体３１５とが設置される。これらの各要素は、概略的には流路基板３１２および圧力室基板３１３と同様にｂ軸に沿う方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤により、互いに接合される。

ノズル板３１４は、複数のノズルＮが形成された板状部材である。複数のノズルＮのそれぞれは、インクを通過させる円形状の貫通孔である。ノズル板３１４は、例えば、ドライエッチングまたはウェットエッチング等の加工技術を用いる半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、ノズル板３１４の製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。

ここで、前述のノズル面Ｆは、液体吐出ヘッド３１０の外形を構成する面のうち、ノズルＮのｃ２方向での一端の開口からｃ軸に垂直な方向に沿って拡がる面である。図４に示す例では、液体吐出ヘッド３１０のｃ２方向を向く面がノズル面Ｆであり、ノズル面Ｆには、ノズル板３１４のｃ２方向を向く面が含まれる。また、ノズル面Ｆのａ２方向での端、すなわちノズル面Ｆの最もａ２方向に位置する部分が第１端Ｅ１であり、ノズル面Ｆのａ１方向での端、すなわちノズル面Ｆの最もａ１方向に位置する部分が第２端Ｅ２である。本実施形態では、第１端Ｅ１および第２端Ｅ２のそれぞれがｂ軸に沿う辺である。ノズル面Ｆにおける第１端Ｅ１と第２端Ｅ２との間には、前述の第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２が設けられる。

なお、ノズル板３１４のｃ２方向を向く面の一部を覆う構造体がある場合、当該構造体のｃ２方向を向く面をノズル面Ｆの一部として捉えてもよい。当該構造体の一例としてカバーヘッドが挙げられる。カバーヘッドは、ノズル板３１４、吸振体３１５、流路基板３１２および筐体部３１８等からなる積層体のｃ２方向を向く面の少なくとも一部を覆う構造体であり、当該積層体に対して接着剤により固定される。カバーヘッドは、例えば、ステンレス鋼等の金属材料からなる板状部材を折り曲げ加工することにより形成される。このようなカバーヘッドを用いる場合、カバーヘッドのａ１方向での端を第１端Ｅ１として捉えてもよいし、当該カバーヘッドのａ２方向での端を第２端Ｅ２として捉えてもよい。ノズル面Ｆの延長上に後述の支持体３５０等の構造体がある場合、当該構造体のａ１方向での端を第１端Ｅ１として捉えてもよいし、当該構造体のａ２方向での端を第２端Ｅ２として捉えてもよい。また、ノズル面Ｆの外形は、典型的には長方形であるが、これに限定されず、任意である。

流路基板３１２には、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれについて、空間Ｒａと複数の供給流路３１２ａと複数の連通流路３１２ｂと供給液室３１２ｃとが設けられる。空間Ｒａは、ｃ軸に沿う方向でみた平面視で、ｂ軸に沿う方向に延びる長尺状の開口である。供給流路３１２ａおよび連通流路３１２ｂのそれぞれは、ノズルＮごとに形成される貫通孔である。供給液室３１２ｃは、複数のノズルＮにわたりｂ軸に沿う方向に延びる長尺状の空間であり、空間Ｒａと複数の供給流路３１２ａとを互いに連通させる。複数の連通流路３１２ｂのそれぞれは、当該連通流路３１２ｂに対応する１個のノズルＮに平面視で重なる。

圧力室基板３１３は、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれについて、キャビティと称される複数の圧力室Ｃｖが形成された板状部材である。複数の圧力室Ｃｖは、ｂ軸に沿う方向に配列される。各圧力室Ｃｖは、ノズルＮごとに形成され、平面視でａ軸に沿う方向に延びる長尺状の空間である。流路基板３１２および圧力室基板３１３のそれぞれは、前述のノズル板３１４と同様に、例えば、半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、流路基板３１２および圧力室基板３１３のそれぞれの製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。

圧力室Ｃｖは、流路基板３１２と振動板３１６との間に位置する空間である。第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれについて、複数の圧力室Ｃｖがｂ軸に沿う方向に配列される。また、圧力室Ｃｖは、連通流路３１２ｂおよび供給流路３１２ａのそれぞれに連通する。したがって、圧力室Ｃｖは、連通流路３１２ｂを介してノズルＮに連通し、かつ、供給流路３１２ａと供給液室３１２ｃとを介して空間Ｒａに連通する。

圧力室基板３１３のｃ２方向を向く面には、振動板３１６が配置される。振動板３１６は、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板３１６は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で構成される弾性膜と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）で構成される絶縁膜と、を有し、これらが積層される。当該弾性膜は、例えば、シリコン単結晶基板の一方の面を熱酸化することにより形成される。当該絶縁膜は、例えば、スパッタ法によりジルコニウムの層を形成し、当該層を熱酸化することにより形成される。

振動板３１６のｃ１方向を向く面には、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれについて、各ノズルＮに対応する複数の圧電素子３１１が配置される。各圧電素子３１１は、前述の駆動パルスＰＤの供給により変形する受動素子である。各圧電素子３１１は、平面視でａ軸に沿う方向に延びる長尺状をなす。複数の圧電素子３１１は、複数の圧力室Ｃｖに対応するようにｂ軸に沿う方向に配列される。圧電素子３１１の変形に連動して振動板３１６が振動すると、圧力室Ｃｖ内の圧力が変動することで、インクがノズルＮからｃ２方向に向けて吐出される。

筐体部３１８は、複数の圧力室Ｃｖに供給されるインクを貯留するためのケースである。図４に示すように、本実施形態の筐体部３１８には、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれについて、空間Ｒｂが形成される。筐体部３１８の空間Ｒｂと流路基板３１２の空間Ｒａとは、互いに連通する。空間Ｒａと空間Ｒｂとで構成される空間は、複数の圧力室Ｃｖに供給されるインクを貯留する液体貯留室（リザーバー）Ｒとして機能する。液体貯留室Ｒには、筐体部３１８に形成された導入口３１８ａを介してインクが供給される。液体貯留室Ｒ内のインクは、供給液室３１２ｃと各供給流路３１２ａとを介して圧力室Ｃｖに供給される。吸振体３１５は、液体貯留室Ｒの壁面を構成する可撓性のフィルム（コンプライアンス基板）であり、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する。

配線基板３１７は、駆動回路３４０と複数の圧電素子３１１とを電気的に接続するための配線が形成された板状部材である。配線基板３１７のｃ２方向を向く面は、振動板３１６に導電性の複数のバンプＴを介して接合される。一方、配線基板３１７のｃ１方向を向く面には、駆動回路３４０が実装される。

駆動回路３４０は、各圧電素子３１１を駆動するための駆動信号および基準電圧を出力するＩＣ（Integrated Circuit）チップである。具体的には、駆動回路３４０は、前述の制御信号ＳＩに基づいて、複数の圧電素子３１１のそれぞれについて、駆動信号Ｃｏｍを駆動パルスＰＤとして供給するか否かを切り替える。

配線基板３１７のｃ１方向を向く面には、図示しないが、制御装置６００に電気的に接続される外部配線の端部が接合される。当該外部配線は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の接続部品で構成される。なお、配線基板３１７がＦＰＣまたはＦＦＣ等であってもよい。

図５は、第１実施形態における圧力調整弁３２０の構成例を示す平面図である。図６は、図５中のＡ－Ａ線断面図である。圧力調整弁３２０は、液体吐出ヘッド３１０内のインクの圧力に応じて開閉する弁機構である。この開閉により、液体吐出ヘッド３１０内のインクの圧力が所定範囲内の負圧に維持される。このため、液体吐出ヘッド３１０のノズルＮに形成されるインクのメニスカスの安定化が図られる。この結果、ノズルＮ内に気泡が入り込んだり、ノズルＮからインクが溢れ出したりすることが防止される。

圧力調整弁３２０は、図６に示すように、流路部材３２１と封止部材３２２と封止部材３２３と弁体３２４と付勢部材３２５と付勢部材３２６とを有する。

流路部材３２１は、前述の供給流路５００における上流流路５１０と下流流路５２０とを連通させる流路Ｑを有する構造体である。流路部材３２１は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂材料で構成されており、射出成形等により形成される。図５に示すように、流路部材３２１には、供給口Ｐ１および排出口Ｐ２が設けられる。供給口Ｐ１および排出口Ｐ２は、流路Ｑを介して連通する。供給口Ｐ１には、上流流路５１０が接続される。排出口Ｐ２には、下流流路５２０が接続される。

図６に示すように、流路Ｑは、上流側液室Ｑ１および下流側液室Ｑ２を有する。上流側液室Ｑ１は、図示しない流路を介して前述の供給口Ｐ１に連通する空間である。一方、下流側液室Ｑ２は、図示しない流路を介して前述の排出口Ｐ２に連通する空間である。

図５および図６に示す例では、流路部材３２１の外形は、ａ１方向またはａ２方向を厚さ方向とする略板状であり、上流側液室Ｑ１および下流側液室Ｑ２は、流路部材３２１の厚さ方向に並ぶ。ここで、流路部材３２１のａ２方向を向く面には、上流側液室Ｑ１を形成するための凹部３２１ａが設けられる。一方、流路部材３２１のａ１方向を向く面には、下流側液室Ｑ２を形成するための凹部３２１ｂが設けられる。

上流側液室Ｑ１および下流側液室Ｑ２のそれぞれの形状は、ａ１方向またはａ２方向でみる平面視で、円形である。図６に示す例では、平面視における下流側液室Ｑ２の面積は、平面視における上流側液室Ｑ１の面積よりも大きい。なお、上流側液室Ｑ１および下流側液室Ｑ２の形状または大きさ等は、図５および図６に示す例に限定されず、任意である。

流路部材３２１における上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２との間には、弁座３２１ｃが設けられる。弁座３２１ｃは、上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２とを仕切る隔壁であり、前述の凹部３２１ｂおよび凹部３２１ａのそれぞれの底部を構成する。言い換えると、弁座３２１ｃは、流路Ｑを上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２とに区分する。弁座３２１ｃには、孔３２１ｄが設けられる。孔３２１ｄは、ａ１方向またはａ２方向に延びており、上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２とを連通させる。

封止部材３２２は、前述の凹部３２１ａの開口を塞ぐように、流路部材３２１に融着または接着等により接合される部材である。封止部材３２２は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料で構成される。封止部材３２２は、上流側液室Ｑ１の壁面の一部を構成する部分３２２ａを有する。部分３２２ａの剛性は、封止部材３２２の剛性よりも高い。好ましくは、部分３２２ａは、上流側液室Ｑ１内のインクの圧力変動により実質的に変形しない程度の剛性を有する。

封止部材３２３は、前述の凹部３２１ｂの開口を塞ぐように、流路部材３２１に融着または接着等により接合されるシート状の部材である。封止部材３２３は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料で構成される。封止部材３２３は、下流側液室Ｑ２の壁面の一部を構成する部分である可撓部３２３ａを有する。可撓部３２３ａは、下流側液室Ｑ２内のインクの圧力に応じて撓み変形する可撓性を有する。

ここで、可撓部３２３ａは、大気開放される空間と下流側液室Ｑ２とを隔てており、可撓部３２３ａには、下流側液室Ｑ２内のインクの圧力が大気圧よりも低くなることにより、下流側液室Ｑ２に向かう力が加わる。図６に示す例では、可撓部３２３ａの中央部には、受圧板３２３ｂが設けられる。受圧板３２３ｂは、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料で構成される。なお、受圧板３２３ｂは、可撓部３２３ａと一体で構成されてもよいし、可撓部３２３ａと別体で構成されてもよい。また、受圧板３２３ｂは、必要に応じて設ければよく、弁体３２４に固定されてもよいし、省略してもよい。

弁体３２４は、軸部３２４ａとフランジ部３２４ｂと封止部３２４ｃとを有する。軸部３２４ａおよびフランジ部３２４ｂは、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂材料で構成されており、射出成形等により一体で形成される。

軸部３２４ａは、ａ１方向またはａ２方向に延びており、孔３２１ｄに挿入される。軸部３２４ａの幅は、孔３２１ｄの幅よりも小さい。このため、軸部３２４ａのａ１方向またはａ２方向での移動が許容されるとともに、軸部３２４ａの外周面と孔３２１ｄの内周面との間には、インクの流動を許容する隙間が形成される。軸部３２４ａのａ１方向での端は、下流側液室Ｑ２に配置されており、受圧板３２３ｂに接触する。一方、軸部３２４ａのａ２方向での端は、上流側液室Ｑ１に配置される。

フランジ部３２４ｂは、軸部３２４ａのａ２方向での端に設けられており、上流側液室Ｑ１に配置される。フランジ部３２４ｂの幅は、孔３２１ｄの幅よりも大きく、かつ、上流側液室Ｑ１または凹部３２１ａの幅よりも小さい。フランジ部３２４ｂの幅が孔３２１ｄの幅よりも大きいことにより、フランジ部３２４ｂは、弁座３２１ｃとの間に封止部３２４ｃを介在させることができる。また、フランジ部３２４ｂの幅が凹部３２１ａの幅よりも小さいことにより、フランジ部３２４ｂのａ１方向またはａ２方向での移動が許容されるとともに、フランジ部３２４ｂの外周面と凹部３２１ａの内周面との間には、インクの流動を許容する隙間が形成される。

封止部３２４ｃは、弁座３２１ｃとフランジ部３２４ｂとの間に介在する部分を有するように、フランジ部３２４ｂの表面に配置される。封止部３２４ｃは、弾性を有する部材であり、例えば、シリコン系またはフッ素系等のゴム材料またはエラストマー材料で構成される。

付勢部材３２５は、上流側液室Ｑ１に配置され、弁体３２４を弁座３２１ｃに向けて付勢する弾性体である。図６に示す例では、付勢部材３２５は、コイルバネであり、圧縮変形した状態で弁体３２４と封止部材３２２との間に配置される。なお、図６に示す例では、当該コイルバネの幅が一定であるが、これに限定されず、例えば、当該コイルバネの幅が一端から他端に向けて拡がってもよい。また、付勢部材３２５は、弁体３２４を弁座３２１ｃに向けて付勢することができればよく、コイルバネに限定されず、例えば、板バネ等でもよい。

付勢部材３２６は、下流側液室Ｑ２に配置され、可撓部３２３ａの撓み変形のしやすさを調整する弾性体である。図６に示す例では、付勢部材３２６は、コイルバネであり、弁座３２１ｃと受圧板３２３ｂとの間に配置される。なお、図６に示す例では、当該コイルバネの幅が一定であるが、これに限定されず、例えば、当該コイルバネの幅が一端から他端に向けて拡がってもよい。また、付勢部材３２６は、コイルバネに限定されず、例えば、板バネ等でもよい。また、付勢部材３２６は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。

以上の圧力調整弁３２０では、下流側液室Ｑ２内のインクの圧力が所定の範囲内の負圧に維持された通常状態では、付勢部材３２５の付勢力により封止部３２４ｃが弁座３２１ｃに密着することにより、上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２とが遮断される。すなわち、通常状態では、流路Ｑが閉塞される。

他方、液体吐出ヘッド３１０よるインクの吐出等に起因して下流側液室Ｑ２内のインクの負圧が所定以上に上昇すると、図６中の二点鎖線で示すように、可撓部３２３ａの撓み変形を伴って受圧板３２３ｂが付勢部材３２５および付勢部材３２６の付勢力に抗して弁体３２４を変位させる。この結果、封止部３２４ｃと弁座３２１ｃとの間に隙間が形成されることにより、上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２とが孔３２１ｄを介して連通する。すなわち、流路Ｑが開放される。

流路Ｑが開放されると、液体貯留部４００からのインクが上流側液室Ｑ１から孔３２１ｄを介して下流側液室Ｑ２に供給される。この供給に伴い、下流側液室Ｑ２の内のインクの負圧が低下する。この結果、付勢部材３２５の付勢力により封止部３２４ｃが弁座３２１ｃに再び密着することにより、上流側液室Ｑ１と下流側液室Ｑ２とが遮断される。以上のように、圧力調整弁３２０が液体吐出ヘッド３１０内のインクの圧力に応じて開閉することにより、下流側液室Ｑ２内のインクの圧力が所定範囲内の負圧に維持される。

以上のように、立体物印刷装置１００は、液体吐出ヘッド３１０と、移動機構の一例であるロボット２００と、制御部の一例である制御装置６００と、を有する。ここで、液体吐出ヘッド３１０は、液体の一例であるインクを吐出する複数のノズルＮが設けられるノズル面Ｆを有する。ロボット２００は、立体的なワークＷに対する液体吐出ヘッド３１０の相対的な位置および姿勢を変化させる。制御装置６００は、液体吐出ヘッド３１０およびロボット２００のそれぞれの駆動を制御する。

、
ここで、ワークＷは、前述のように、第１面ＷＦ１と、第１面ＷＦ１との間に凸状に屈曲または湾曲した角ＷＣを形成する第２面ＷＦ２と、を有する。制御装置６００は、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第１面ＷＦ１を印刷するべく、第１印刷動作を実行させる。第１印刷動作は、第１面ＷＦ１に沿う方向における液体吐出ヘッド３１０の移動を伴って第１面ＷＦ１に対して印刷を行う動作である。また、制御装置６００は、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第２面ＷＦ２を印刷するべく、第２印刷動作を実行させる。第２印刷動作は、第２面ＷＦ２に沿う方向における液体吐出ヘッド３１０の移動を伴って第２面ＷＦ２に対して印刷を行う動作である。以下、第１印刷動作および第２印刷動作について詳述する。

１－４．立体物印刷装置の動作および立体物印刷方法
図７は、第１実施形態における第１印刷動作を説明するための図である。図８は、第１実施形態における第２印刷動作を説明するための図である。

図７では、角ＷＣを含む範囲にわたりワークＷの第１面ＷＦ１に印刷を行う場合の液体吐出ヘッドユニット３００の位置の変化が示される。図８では、角ＷＣを含む範囲にわたりワークＷの第２面ＷＦ２に印刷を行う場合の液体吐出ヘッドユニット３００の位置の変化が示される。なお、図７および図８では、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２はＹ軸に対して平行である。より詳しくは、図７においては、ｃ２方向はＹ軸と直交し、Ｘ１方向とＺ２方向との間の方向であり、ａ２方向はＹ軸と直交し、Ｘ１方向とＺ１方向との間の方向であり、ｂ軸はＹ軸に平行であって、図８においては、ｃ２方向はＹ軸と直交し、Ｘ２方向とＺ１方向との間の方向であり、ａ２方向はＹ軸と直交し、Ｘ２方向とＺ２方向との間の方向であり、ｂ軸はＹ軸に平行である。また、図７および図８では、液体吐出ヘッド３１０の中心位置が液体吐出ヘッド３１０の位置として図示されるが、液体吐出ヘッド３１０の任意の部位の位置を液体吐出ヘッド３１０の位置として捉えてもよい。

本実施形態の第１印刷動作は、図７に示すように、液体吐出ヘッドユニット３００を第１面ＷＦ１に沿って位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動させながら、液体吐出ヘッド３１０からインクを吐出させることにより、第１面ＷＦ１の領域ＲＥ１に印刷を行う。

位置Ｐ１は、液体吐出ヘッド３１０によるインクの着弾位置が第１面ＷＦ１上の任意の位置となる液体吐出ヘッド３１０の位置である。位置Ｐ２は、液体吐出ヘッド３１０によるインクの着弾位置が角ＷＣまたはその近傍となる液体吐出ヘッド３１０の位置であるか、または、当該位置よりも位置Ｐ１からＸ１方向に遠い位置であって、液体吐出ヘッド３１０からのインクが第１面ＷＦ１に着弾せずに第１面ＷＦ１を延長した仮想面を通過する状態となる液体吐出ヘッド３１０の位置である。このため、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第１面ＷＦ１に対して印刷を行うことができる。

図７に示す例では、位置Ｐ２は、液体吐出ヘッド３１０からのインクが第１面ＷＦ１に着弾せずに第１面ＷＦ１を延長した仮想面ＦＶ１を通過する状態となる液体吐出ヘッド３１０の位置である。位置Ｐ２をＺ軸に沿う方向にみたときに、角ＷＣに対してＸ１方向に位置させてもよいが、図７に示す例では、Ｚ軸に沿う方向にみたときに、位置Ｐ２が角ＷＣに対してＸ２方向に位置する。したがって、第１印刷動作において、第１面ＷＦ１に対して垂直な方向、すなわち、Ｚ軸に沿う方向にみたとき、複数のノズルＮの経路は、角ＷＣに交差する。このため、液体吐出ヘッド３１０からのインクが第１面ＷＦ１に着弾せずに第１面ＷＦ１を延長した仮想面ＦＶ１を通過する状態において液体吐出ヘッド３１０の移動速度を徐々に減少でき、領域ＲＥ１に対する印刷中に減速する必要がなくなる。よって領域ＲＥ１に対する印刷中における液体吐出ヘッド３１０の移動速度の変動を低減することができる。当該変動を低減することには、領域ＲＥ１に対する印刷の画質を高めやすいという利点がある。

第１印刷動作では、制御装置６００は、第１吐出ベクトルＶＤ１が第１走査軸ＡＳ１に沿って第２面ＷＦ２に向かう方向の成分ＤＣ１を有するように、ロボット２００の駆動を制御する。ここで、前述のように、第１走査軸ＡＳ１は、第１面ＷＦ１に対して印刷を行う第１印刷動作におけるワークＷに対する液体吐出ヘッド３１０の走査方向ＤＳ１に沿う軸である。典型的には、第１走査軸ＡＳ１は、第１面ＷＦ１に平行な軸である。第１吐出ベクトルＶＤ１は、第１印刷動作におけるノズル面Ｆの法線ベクトルである。また、第１吐出ベクトルＶＤ１の方向は、第１印刷動作におけるノズル面Ｆの法線方向である第１吐出方向の一例である。

以上のように、制御装置６００は、ノズル面Ｆを第１面ＷＦ１に対して傾斜させた状態で、第１面ＷＦ１に対して印刷を行う第１印刷動作を実行させる。すなわち、第１印刷動作において、第１走査軸ＡＳ１と第１吐出ベクトルＶＤ１の方向とのなす角度θ１が鋭角であり、かつ、第１走査軸ＡＳ１に沿う方向における複数のノズルＮの位置よりも角ＷＣに近い位置にインクを着弾させる。

ここで、図７に示すように、ノズル面Ｆは、配列される複数のノズルＮで構成されるノズルの一例である第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２と、当該複数のノズルＮの配列方向に交差する方向における第１端Ｅ１と、第１端Ｅ１とは反対側の第２端Ｅ２と、を有する。また、第１印刷動作では、第１端Ｅ１と第１面ＷＦ１との間の距離Ｌ１１が第２端Ｅ２と第１面ＷＦ１との間の距離Ｌ１２よりも大きく、かつ、第１端Ｅ１と第２面ＷＦ２との間の距離Ｌ２１が第２端Ｅ２と第２面ＷＦ２との間の距離Ｌ２２よりも小さい。

このような第１印刷動作では、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第１面ＷＦ１を印刷する場合においても、第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２から第１吐出ベクトルＶＤ１の方向にみて、常に、第２面ＷＦ２が第１面ＷＦ１の陰となる。このため、第１面ＷＦ１に対する印刷時に、第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２から吐出されたインクが第２面ＷＦ２に付着することを防止または低減することができる。この結果、第２面ＷＦ２が不要なインクで汚れることを低減しつつ、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第１面ＷＦ１に印刷を行うことができる。また、第１面ＷＦ１に対する印刷時に第２面ＷＦ２に付着するインクを低減することにより、後述の第２面ＷＦ２に対する印刷の画質を高めやすいという利点もある。

ここで、制御装置６００は、第１印刷動作において、図７に示すように、第２端Ｅ２と第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２との間の距離をＡ２とし、ノズル面Ｆの法線方向における第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２と第１面ＷＦ１との間の距離をＷＧとし、ノズル面Ｆの法線方向と第１面ＷＦ１とのなす角度をθ１［°］とするとき、Ａ２≦ＷＧ×ｔａｎθ１を満たすように、ロボット２００の駆動を制御する。このため、第１印刷動作時に液体吐出ヘッド３１０うち、最も第１面ＷＦ１に近い位置に位置する第２端Ｅ２が第１面ＷＦ１に接触することが防止される。

また、第１面ＷＦ１と第２面ＷＦ２とのなす角度をθｃ［°］とするとき、第１印刷動作において、図７に示すように、角度θ１［°］は、（１８０－θｃ）［°］よりも小さい。図７に示す例では、θｃが９０°であるため、θ１は、９０°よりも小さい。すなわち、θ１は、鋭角である。このように角度θ１［°］を（１８０－θｃ）［°］よりも小さく、鋭角とすることにより、第１印刷動作において、第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２から第１吐出ベクトルＶＤ１の方向にみて、常に、第２面ＷＦ２が第１面ＷＦ１の陰となる。なお、θｃが９０°よりも小さい場合、および、θｃが９０よりも大きい場合についても、角度θ１［°］は、（１８０－θｃ）［°］よりも小さく、鋭角である。

本実施形態では、制御装置６００は、第１印刷動作において、ワークＷに対して液体吐出ヘッド３１０を第２面ＷＦ２に近づく方向に相対的に移動させる。このため、本実施形態のように第１面ＷＦ１に対する印刷の後に続けて第２面ＷＦ２に対する印刷を行う場合、ワークＷに対して液体吐出ヘッド３１０を第２面ＷＦ２に離れる方向に相対的に移動させる動作に比べて、液体吐出ヘッド３１０の移動経路を短くすることができる。

一方、本実施形態の第２印刷動作は、図８に示すように、液体吐出ヘッドユニット３００を第２面ＷＦ２に沿って位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動させながら、液体吐出ヘッド３１０からインクを吐出させることにより、第２面ＷＦ２の領域ＲＥ２に印刷を行う。

位置Ｐ４は、液体吐出ヘッド３１０による印刷位置が第２面ＷＦ２上の任意の位置となる液体吐出ヘッド３１０の位置である。位置Ｐ３は、液体吐出ヘッド３１０による印刷位置が角ＷＣまたはその近傍となる液体吐出ヘッド３１０の位置であるか、または、当該位置よりも位置Ｐ４からＺ１方向に遠い位置であって、液体吐出ヘッド３１０からのインクが第２面ＷＦ２に着弾せずに第２面ＷＦ２を延長した仮想面を通過する状態となる液体吐出ヘッド３１０の位置である。このため、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第２面ＷＦ２に対して印刷を行うことができる。本実施形態では、第１印刷動作および第２印刷動作の双方により、領域ＲＥ１および領域ＲＥ２を含む領域ＲＥに印刷が行われる。ここで、領域ＲＥ１と領域ＲＥ２との間に全く印刷されない領域が形成されずに印刷を行うことができる。

図８に示す例では、位置Ｐ３は、液体吐出ヘッド３１０からのインクが第２面ＷＦ２に着弾せずに第２面ＷＦ２を延長した仮想面ＦＶ２を通過する状態となる液体吐出ヘッド３１０の位置である。位置Ｐ３をＸ軸に沿う方向にみたときに、角ＷＣに対してＺ１方向に位置させてもよいが、図７に示す例では、Ｘ軸に沿う方向にみたときに、位置Ｐ３が角ＷＣに対してＺ２方向に位置する。したがって、第２印刷動作において、第２面ＷＦ２に対して垂直な方向、すなわち、Ｘ軸に沿う方向にみたとき、複数のノズルＮの経路は、角ＷＣに交差する。このため、液体吐出ヘッド３１０からのインクが第１面ＷＦ１に着弾せずに第１面ＷＦ１を延長した仮想面ＦＶ２を通過する状態において液体吐出ヘッド３１０の移動速度を徐々に増加して加速することができ、領域ＲＥ２に対する印刷中に加速する必要がなくなる。よって領域ＲＥ２に対する印刷中における液体吐出ヘッド３１０の移動速度の変動を低減することができる。当該変動を低減することには、領域ＲＥ２に対する印刷の画質を高めやすいという利点がある。

第２印刷動作では、制御装置６００は、第２吐出ベクトルＶＤ２が第２走査軸ＡＳ２に沿って第１面ＷＦ１に向かう方向の成分ＤＣ２を有するように、ロボット２００の駆動を制御する。ここで、第２走査軸ＡＳ２は、第２面ＷＦ２に対して印刷を行う第２印刷動作におけるワークＷに対する液体吐出ヘッド３１０の走査方向ＤＳ２に沿う軸である。典型的には、第２走査軸ＡＳ２は、第２面ＷＦ２に平行な軸である。また、第２吐出ベクトルＶＤ２は、第２印刷動作におけるノズル面Ｆの法線ベクトルである。また、第２吐出ベクトルＶＤ２の方向は、第２印刷動作におけるノズル面Ｆの法線方向である第２吐出方向の一例である。

以上のように、制御装置６００は、ノズル面Ｆを第２面ＷＦ２に対して傾斜させた状態で、第２面ＷＦ２に対して印刷を行う第２印刷動作を実行させる。すなわち、第２印刷動作において、第２走査軸ＡＳ２と第２吐出ベクトルＶＤ２の方向とのなす角度θ２が鋭角であり、かつ、第２走査軸ＡＳ２に沿う方向における複数のノズルＮの位置よりも角ＷＣに近い位置にインクを着弾させる。

ここで、第２印刷動作では、図８に示すように、第１端Ｅ１と第２面ＷＦ２との間の距離Ｌ２１が第２端Ｅ２と第２面ＷＦ２との間の距離Ｌ２２よりも小さく、かつ、第１端Ｅ１と第１面ＷＦ１との間の距離Ｌ１１が第２端Ｅ２と第１面ＷＦ１との間の距離Ｌ１２よりも大きい。

このような第２印刷動作では、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第２面ＷＦ２を印刷する場合においても、第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２から第２吐出ベクトルＶＤ２の方向にみて、常に、第１面ＷＦ１が第２面ＷＦ２の陰となる。このため、第２面ＷＦ２に対する印刷時に、第１ノズル列Ｌ１または第２ノズル列Ｌ２から吐出されたインクが第１面ＷＦ１に付着することを防止または低減することができる。この結果、第１面ＷＦ１が不要なインクで汚れることを低減しつつ、角ＷＣまたはその近傍を含む範囲にわたり第２面ＷＦ２に印刷を行うことができる。また、第２面ＷＦ２に対する印刷時に第１面ＷＦ１に付着するインクを低減することにより、前述の第１面ＷＦ１に対する印刷の画質を高めやすいという利点もある。

本実施形態では、制御装置６００は、第２印刷動作において、ワークＷに対して液体吐出ヘッド３１０を第１面ＷＦ１から離れる方向に相対的に移動させる。このため、本実施形態のように第１面ＷＦ１に対する印刷の後に続けて第２面ＷＦ２に対する印刷を行う場合、液体吐出ヘッド３１０を第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２に順次沿って連続的に移動させることにより、第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２に対して印刷を行うことができる。したがって、ワークＷに対して液体吐出ヘッド３１０を第１面ＷＦ１に近づく方向に相対的に移動させる動作に比べて、液体吐出ヘッド３１０の移動経路を短くすることができる。なお、本実施形態では、第１印刷動作の後、第２印刷動作の前に、液体吐出ヘッド３１０の位置を位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動させる。このとき、液体吐出ヘッド３１０の姿勢が前述のように変更される。

本実施形態では、制御装置６００は、第１走査軸ＡＳ１と第１吐出ベクトルＶＤ１とのなす角度θ１と、第２走査軸ＡＳ２と第２吐出ベクトルＶＤ２とのなす角度θ２と、が互いに等しくなるように、第１走査軸ＡＳ１と第１吐出ベクトルＶＤ１または第２吐出ベクトルＶＤ２とのなす角度を調整する。すなわち、第１印刷動作における第１面ＷＦ１に対するノズル面Ｆの傾斜角度θａと、第２印刷動作における第２面ＷＦ２に対するノズル面Ｆの傾斜角度θｂと、が互いに等しい。このため、第１印刷動作と第２印刷動作とで同じまたは近い条件で印刷を行うことができ、画質等の調整が容易である。

２．第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図９は、第２実施形態における第１印刷動作を説明するための図である。図１０は、第２実施形態における第２印刷動作を説明するための図である。本実施形態は、第２印刷動作における液体吐出ヘッド３１０の姿勢が異なるとともに、回収機構８００を有する以外は、前述の第１実施形態と同様である。

本実施形態では、第１印刷動作と第２印刷動作との間の期間に液体吐出ヘッド３１０の姿勢をノズル面Ｆの法線に沿う中心軸まわりに１８０°回転させる。このため、図１０に示す第２印刷動作における液体吐出ヘッド３１０の姿勢は、図９に示す第１印刷動作における液体吐出ヘッド３１０の姿勢に対して、当該中心軸まわりに１８０°異なる。

以上のように、制御装置６００は、第１印刷動作において、第１端Ｅ１を第２端Ｅ２よりも第２面ＷＦ２に近い位置とする。また、制御装置６００は、第２印刷動作において、第１端Ｅ１を第２端Ｅ２よりも第１面ＷＦ１に近い位置とする。このように、ノズル面Ｆの法線に沿う中心軸まわりに液体吐出ヘッド３１０の姿勢を第１印刷動作と第２印刷動作とで異ならせることにより、液体吐出ヘッド３１０の第１端Ｅ１付近に変位センサー３３０等の構造体が存在する場合、距離ＷＧを短くすることができる。このため、第１印刷動作および第２印刷動作の両方において印刷品質を高めやすい。これに対し、第１印刷動作において、第２端Ｅ２を第１端Ｅ１よりも第２面ＷＦ２に近い位置とする場合、変位センサー３３０が第１面ＷＦ１に接触しないように距離ＷＧを長くする必要がある。同様に、第２印刷動作において、第２端Ｅ２を第１端Ｅ１よりも第１面ＷＦ１に近い位置とする場合、変位センサー３３０が第２面ＷＦ２に接触しないように距離ＷＧを長くする必要がある。

回収機構８００は、液体吐出ヘッド３１０から吐出されたインクのうち、ワークＷの表面に着弾せずに浮遊するインク滴を回収する機構である。図９および図１０に示す例では、回収機構８００は、当該インク滴を吸引するダクト８１０を有する。ダクト８１０には、図示しない吸引機構が接続されており、当該吸引機構は、ダクト８１０内にインク滴を吸引する気流を発生させる。なお、ダクト８１０の形状は、図９および図１０に示す例に限定されず、任意である。また、回収機構８００の構成は、当該インク滴を回収することができればよく、ダクト８１０内に吸引する構成に限定されず、例えば、静電力等の吸着力により吸着する吸着部材を用いる構成でもよいし、単にインク滴を付着し吸収する部材を用いる構成でもよい。

図９に示すように、第１印刷動作では、ダクト８１０は、第１面ＷＦ１に着弾せずに仮想面ＦＶ１を超えて浮遊するインク滴を回収するよう、第２面ＷＦ２に沿って配置される。このように、ワークＷに着弾せずに飛散したインク滴を回収機構８００により回収することにより、第１印刷動作における第２面ＷＦ２へのインク滴の付着がさらにし難くなるだけでなく、立体物印刷装置１００の各部または周辺部に不要なインク滴が付着することも防止される。同様に、図１０に示すように、第２印刷動作では、ダクト８１０は、第２面ＷＦ２に着弾せずに仮想面ＦＶ２を超えて浮遊するインク滴を回収するよう、第１面ＷＦ１に沿って配置される。

ここで、回収機構８００が移動可能であり、第１印刷動作におけるダクト８１０の位置および姿勢と第２印刷動作におけるダクト８１０の位置および姿勢とが互いに異なる。このように、回収機構８００が液体吐出ヘッド３１０による印刷領域に応じて移動することにより、回収機構８００の大型化を防止しつつ、ワークＷに着弾せずに飛散したインク滴を回収機構８００により効率的に回収することができる。回収機構８００の移動は、特に限定されず、例えば、ダクト８１０を液体吐出ヘッド３１０に対して固定することにより行ってもよいし、ロボット２００とは別途の機構によりダクト８１０を移動させるアクチュエーター等の機構を用いてもよい。また、第１印刷動作中または第２印刷動作中に、液体吐出ヘッド３１０の位置または姿勢の変化に応じて、回収機構８００の位置または姿勢を変更してもよい。

３．第３実施形態
以下、本発明の第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１１は、第３実施形態における第３印刷動作を説明するための図である。本実施形態では、第１面ＷＦ１に対する印刷を第１印刷動作だけでなく第３印刷動作を用いて行う以外は、前述の第１実施形態と同様である。

第３印刷動作は、図１１に示すように、液体吐出ヘッドユニット３００を第１面ＷＦ１に沿って位置Ｐ０から位置Ｐ１ａに移動させながら、液体吐出ヘッド３１０からインクを吐出させることにより、第１面ＷＦ１の領域を含む領域ＲＥ１に印刷を行う。

位置Ｐ０は、位置Ｐ１ａよりも第２面ＷＦ２から離れた位置である。位置Ｐ１ａは、第１面ＷＦ１を平面視したときに位置Ｐ１に重なり、かつ、位置Ｐ１よりも第１面ＷＦ１から離れた位置である。

第３印刷動作では、制御装置６００は、ノズル面Ｆを第１面ＷＦ１に対して平行となるように、ロボット２００の駆動を制御する。図１１では、第３印刷動作におけるワークＷに対する液体吐出ヘッド３１０の移動方向の一例である走査方向ＤＳ３が図示される。

以上のように、制御装置６００は、ノズル面Ｆを第１面ＷＦ１に対して傾斜させない状態で、第１面ＷＦ１に対して印刷を行う第３印刷動作を実行させる。第３印刷動作では、第１端Ｅ１と第１面ＷＦ１との間の距離Ｌ１１が第２端Ｅ２と第１面ＷＦ１との間の距離Ｌ１２に等しい。すなわち、第３印刷動作では、ノズル面Ｆの法線ベクトルである第３吐出ベクトルＶＤ３と第１面ＷＦ１の法線ベクトルとが互いに平行または一致する。このため、第３印刷動作では、液体吐出ヘッド３１０から吐出されるインクの方向が第１面ＷＦ１に対して直交するので、第１印刷動作に比べて、印刷速度を高めても、印刷品質を高めやすい。したがって、第１印刷動作と第３印刷動作とを併用することにより、角ＷＣを含む範囲にわたり第１面ＷＦ１に対して高画質な印刷を高速に行うことができる。

また、制御装置６００は、第１面ＷＦ１に印刷を行う際、液体吐出ヘッド３１０と第２面ＷＦ２との間の距離Ｄが所定距離Ｄｔｈ以上である場合、第３印刷動作を実行させる。また、制御装置６００は、距離Ｄが所定距離Ｄｔｈ未満である場合、第１印刷動作を実行させる。このように、距離Ｄが所定距離Ｄｔｈ以上であるか否かに応じて第１印刷動作と第３印刷動作とを切り替えることにより、第１印刷動作と第３印刷動作とを連続的に行うことができる。

ここで、第１印刷動作における距離ＷＧと第３印刷動作における距離ＷＧとの差を小さくすることが好ましく、第１印刷動作における距離ＷＧと第３印刷動作における距離ＷＧとが互いに等しいことがより好ましい。この場合、そうでない場合に比べて、第１印刷動作と第３印刷動作とで画質等を揃えやすいという利点がある。

図１１に示す例では、距離Ｄが所定距離Ｄｔｈとなる位置で、液体吐出ヘッド３１０の姿勢および距離ＷＧを変化させる。ただし、第１印刷動作において、距離Ｄが所定距離Ｄｔｈ未満となる位置で、液体吐出ヘッド３１０の姿勢および距離ＷＧを連続的または段階的に変化させてもよい。

なお、本実施形態では、第３印刷動作が第１面ＷＦ１に対して印刷を行う態様が例示されるが、同様に、ノズル面Ｆを第２面ＷＦ２に対して傾斜させない状態で、第２面ＷＦ２に対して印刷を行ってもよい。この場合、ノズル面Ｆの法線ベクトルと第２面ＷＦ２の法線ベクトルとが互いに平行または一致する。また、この場合、液体吐出ヘッド３１０と第１面ＷＦ１との間の距離に応じて、第２印刷動作と第３印刷動作とが切り替えられる。

４．変形例
以上の例示における各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択される２以上の態様は、互いに矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

４－１．変形例１
図１２は、変形例１における第１印刷動作を説明するための図である。図１３は、変形例１における第２印刷動作を説明するための図である。変形例１は、液体吐出ヘッド３１０の移動方向が第１実施形態と反対方向である以外は、第１実施形態と同様である。

変形例１では、制御装置６００は、図１２に示すように、第１印刷動作において、ワークＷに対して液体吐出ヘッド３１０を第２面ＷＦ２から離れる方向であるＸ２方向に相対的に移動させる。また、制御装置６００は、図１３に示すように、第２印刷動作において、ワークＷに対して液体吐出ヘッド３１０を第１面ＷＦ１に近づく方向であるＸ１方向に相対的に移動させる。第２印刷動作の後に続けて第１印刷動作を行う場合、このような方向で液体吐出ヘッド３１０を移動させることにより、第１面ＷＦ１および第２面ＷＦ２に対して連続的な印刷が可能となる。以上の変形例１によっても、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第２実施形態から第３実施形態についても、第１印刷動作、第２印刷動作および角度調整動作等の各動作における液体吐出ヘッド３１０の移動方向を前述の方向とは反対方向としてもよい。

また、変形例１における第１印刷動作と、第１実施形態における第２印刷動作とを組み合わせてもよいし、第１実施形態における第１印刷動作と、変形例１における第２印刷動作を組み合わせてもよい。さらに、これらの組み合わせのいずれかに第２実施形態から第３実施形態のいずれかの回転動作、あるいは第３印刷動作を適宜に組み合わせてもよい。

４－２．変形例２
前述の形態では、第１面および第２面が互いに直交する方向に拡がる場合が例示されるが、第１面および第２面は、この場合に限定されず、例えば、４５°以上１３５°以下の範囲内、好ましくは、６０°以上１２０°以下の範囲内で、互いに交差する方向に拡がっていればよい。また、前述の形態では、第１面および第２面のそれぞれが平面である場合が例示されるが、これに限定されず、例えば、第１面または第２面の全体がゆるやかに屈曲または湾曲したり、細かな凹凸が第１面または第２面に設けられたりしてもよい。当該凹凸における凸部の高さまたは凹部の深さは、例えば、前述の距離ＷＧよりも小さい。当該凹凸を有する第１面または第２面は、平坦な面に近似して捉えてもよい。

第１面または第２面がゆるやかに屈曲または湾曲している場合、第１印刷動作、第２印刷動作における液体吐出ヘッド３１０の移動は、距離ＷＧを一定に保つために第１面または第２面の屈曲または湾曲に応じて、屈曲または湾曲した軌跡をとる。この場合、第１走査軸、第２走査軸は、屈曲または湾曲した軌跡での移動量の総和が最も大きい方向に沿った軸として捉えることができる。

４－３．変形例３
前述の形態では、移動機構として６軸の垂直多軸ロボットを用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されない。移動機構は、ワークに対して液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を３次元的に変化させることができればよい。したがって、移動機構は、例えば、６軸以外の垂直多軸ロボットでもよいし、水平多軸ロボットでもよい。また、ロボットアームが有する可動部は、回動機構に限定されず、例えば、伸縮機構等でもよい。また、前述の形態では、液体吐出ヘッドを移動させる構成の移動機構が例示されるが、当該構成に限定されず、例えば、液体吐出ヘッドの位置が固定されており、移動機構がワークを移動させ、液体吐出ヘッドに対してワーク相対的な位置および姿勢を３次元的に変化させる構成でもよい。

４－４．変形例４
前述の形態では、１種類のインクを用いて印刷を行う構成が例示されるが、当該構成に限定されず、２種以上のインクを用いて印刷を行う構成にも本発明を適用することができる。

４－５．変形例５
本発明の立体物印刷装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する立体物印刷装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する立体物印刷装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１００…立体物印刷装置、２００…ロボット（移動機構）、３１０…液体吐出ヘッド、３３０…変位センサー、８００…回収機構、８１０…ダクト、ＡＳ１…第１走査軸、ＡＳ２…第２走査軸、Ｄ…距離、ＤＣ１…成分、ＤＣ２…成分、ＤＳ１…走査方向、ＤＳ２…走査方向、ＤＳ３…走査方向、Ｄｔｈ…所定距離、Ｅ１…第１端、Ｅ２…第２端、Ｆ…ノズル面、ＦＶ１…仮想面、ＦＶ２…仮想面、Ｌ１…第１ノズル列、Ｌ１１…距離、Ｌ１２…距離、Ｌ２…第２ノズル列、Ｌ２１…距離、Ｌ２２…距離、Ｎ…ノズル、ＲＥ…領域、ＲＥ１…領域、ＲＥ２…領域、ＶＤ１…第１吐出ベクトル、ＶＤ２…第２吐出ベクトル、ＶＤ３…第３吐出ベクトル、Ｗ…ワーク、ＷＣ…角、ＷＦ１…第１面、ＷＦ２…第２面、ＷＧ…距離、θ１…角度、θ２…角度、θａ…傾斜角度、θｂ…傾斜角度、θｃ…角度。

Claims (22)

1. 液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
   立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、を有し、
   前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、
   前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、
   前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線ベクトルを第１吐出ベクトルとするとき、
   前記第１吐出ベクトルが前記第１走査軸に沿って前記第２面に向かう方向の成分を有する、
   ことを特徴とする立体物印刷装置。
2. 前記第１印刷動作において、前記第１面に対して垂直な方向にみたとき、前記複数のノズルが前記第１走査軸に沿って移動する経路は、前記角に交差する、
   請求項１に記載の立体物印刷装置。
3. 前記第１印刷動作において、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドが前記第２面に近づく方向に相対的に移動する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の立体物印刷装置。
4. 前記第１印刷動作において、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドが前記第２面から離れる方向に相対的に移動する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の立体物印刷装置。
5. 前記第２面に対して印刷を行う第２印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第２走査軸とし、
   前記第２印刷動作における前記ノズル面の法線ベクトルを第２吐出ベクトルとするとき、
   前記第２吐出ベクトルが前記第２走査軸に沿って前記第１面に向かう方向の成分を有する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
6. 前記第２印刷動作において、前記第２面に対して垂直な方向にみたとき、前記複数のノズルが前記第２走査軸に沿って移動する経路は、前記角に交差する、
   請求項５に記載の立体物印刷装置。
7. 前記第２印刷動作において、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドが前記第１面から離れる方向に相対的に移動する、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の立体物印刷装置。
8. 前記第２印刷動作において、前記ワークに対して前記液体吐出ヘッドが前記第１面に近づく方向に相対的に移動する、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の立体物印刷装置。
9. 前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列と、前記複数のノズルの配列方向に交差する方向における第１端と、前記第１端とは反対側の第２端と、を有し、
   前記第１印刷動作において、前記第１端が前記第２端よりも前記第２面に近い位置に位置し、
   前記第２印刷動作において、前記第１端が前記第２端よりも前記第１面に近い位置に位置する、
   ことを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
10. 前記第１走査軸と前記第１吐出ベクトルとのなす角度と、
    前記第２走査軸と前記第２吐出ベクトルとのなす角度と、が互いに等しい、
    ことを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
11. 前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列と、前記複数のノズルの配列方向に交差する方向における第１端と、前記第１端とは反対側の第２端と、を有し、
    前記第１印刷動作において、
    前記第１端を前記第２端よりも前記第２面に近い位置とし、
    前記第２端と前記ノズル列との間の距離をＡ２とし、
    前記ノズル面の法線方向における前記ノズル列と前記第１面との間の距離をＷＧとし、
    前記ノズル面の法線方向と前記第１面とのなす角度をθ１とするとき、
    Ａ２≦ＷＧ×ｔａｎθ１
    を満たす、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
12. 前記ノズル面の法線ベクトルと前記第１面または前記第２面の法線ベクトルとが互いに平行または一致する状態で前記第１面または前記第２面に対して印刷する第３印刷動作を実行する、
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
13. 前記第１面に印刷を行う際、
    前記液体吐出ヘッドと前記第２面との間の距離が所定距離以上である場合、前記第３印刷動作を実行し、
    前記液体吐出ヘッドと前記第２面との間の距離が所定距離未満である場合、前記第１印刷動作を実行する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の立体物印刷装置。
14. 前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列を有し、
    前記第３印刷動作における前記ノズル面の法線方向に沿う前記ノズル列と前記ワークとの間の距離は、
    前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線方向に沿う前記ノズル列と前記ワークとの間の距離に等しい、
    ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の立体物印刷装置。
15. 前記ワークに着弾せずに飛散したインク滴を回収する回収機構をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
16. 前記回収機構は、前記液体吐出ヘッドによる印刷領域に応じて移動する、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の立体物印刷装置。
17. 液体を吐出する複数のノズルが設けられるノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
    立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、を有し、
    前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列と、前記複数のノズルの配列方向に交差する方向における第１端と、前記第１端とは反対側の第２端と、を有し、
    前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、
    前記第１端と前記第１面との間の距離が前記第２端と前記第１面との間の距離よりも大きく、かつ、前記第１端と前記第２面との間の距離が前記第２端と前記第２面との間の距離よりも小さくなるように、前記ノズル面を前記第１面に対して傾斜させた状態で、前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作を実行する、
    ことを特徴とする立体物印刷装置。
18. 液体を吐出する複数のノズルが設けられるノズル面を有する液体吐出ヘッドと、
    立体的なワークに対する前記液体吐出ヘッドの相対的な位置および姿勢を変化させる移動機構と、を有し、
    前記ノズル面は、配列される複数のノズルで構成されるノズル列と、前記複数のノズルの配列方向に交差する方向における第１端と、前記第１端とは反対側の第２端と、を有し、
    前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、
    前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、
    前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線方向を第１吐出方向とするとき、
    前記第１印刷動作において、前記第１走査軸と前記第１吐出方向とのなす角度が鋭角であり、かつ、前記第１走査軸に沿う方向における前記複数のノズルの位置よりも前記角に近い位置に液体を着弾させる、
    ことを特徴とする立体物印刷装置。
19. 前記第１端と前記第２面との間の距離が前記第２端と前記第２面との間の距離よりも小さく、かつ、前記第１端と前記第１面との間の距離が前記第２端と前記第１面との間の距離よりも大きくなるように、前記ノズル面を前記第２面に対して傾斜させた状態で、前記第２面に対して印刷を行う第２印刷動作を実行する、
    ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の立体物印刷装置。
20. 前記第１印刷動作において、前記第１端が前記第２端よりも前記第２面に近い位置に位置し、
    前記第２印刷動作において、前記第１端が前記第２端よりも前記第１面に近い位置に位置する、
    ことを特徴とする請求項１９に記載の立体物印刷装置。
21. 前記第１端と前記第１面との間の距離が前記第２端と前記第１面との間の距離に等しくなるように、前記ノズル面を前記第１面に対して傾斜させない状態で、前記第１面に対して印刷を行う第３印刷動作を実行する、
    ことを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１項に記載の立体物印刷装置。
22. 液体を吐出する複数のノズルが設けられたノズル面を有する液体吐出ヘッドを用いて立体的なワークに対して印刷を行う立体物印刷方法であって、
    前記ワークは、第１面と、前記第１面との間に凸状に屈曲または湾曲した角を形成する第２面と、を有し、
    前記第１面に対して印刷を行う第１印刷動作における前記ワークに対する前記液体吐出ヘッドの走査方向に沿う軸を第１走査軸とし、
    前記第１印刷動作における前記ノズル面の法線ベクトルを第１吐出ベクトルとするとき、
    前記第１吐出ベクトルが前記第１走査軸に沿って前記第２面に向かう方向の成分を有する、
    ことを特徴とする立体物印刷方法。

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